• 한국기계가공학회지
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• 제18권3호
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• pp.41-48
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• 2019

The industrial safety helmets are personal protective equipment (PPE), used to protect the head against falls from a height. This study indicated the necessity of wearing a safety helmet while working at heights below 4 m, through analysis of fall accidents occurring in the industrial field. The stress, displacement, and strain of the safety helmet shell structure have been analyzed using the finite element method with various thicknesses, engineering plastics, and designs. It was preferred that the safety helmet shell structure had a reinforcement frame of uniform thickness in terms of increased impact strength and strain energy absorption rate. The thickness can be reduced to lighten the total weight for workers wearing safety helmets.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.27-32
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• 2009

본 본문에서는 헬멧의 정상부에 별도로 보강뼈대를 설치하지 않은 경우에 헬멧의 두께를 변수로 헬멧 구조물에 걸리는 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 헬멧은 현장 작업자의 안전성과 충격에너지 흡수력을 높일 수 있도록 제작해야 하고, 헬멧을 오랫동안 착용해도 불편함이 없어야 하며, 또한 머리와 목을 보호할 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧의 꼭대기에 가해졌을 때 헬멧에 작용하는 최대응력과 최대변형은 하중이 작용하는 지점에서 발생하고, 최대응력은 헬멧모체 구조물의 초기파손을 일으키는 원인으로 작용하는 것으로 나타났다. 헬멧의 두께를 4mm에서 2mm로 줄이면, 충격에너지 흡수율은 급격하게 증가하지만 헬멧에 작용하는 최대응력은 열가소성 소재의 인장강도 54.3MPa을 많이 초과하므로 파손되었다할 수 있다. 따라서 헬멧의 강도안전을 확보하기 위해서는 헬멧의 정상부에 보강뼈대를 설치하는 것이 바람직하고, 헬멧모체 구조물의 두께를 보다 두껍게 설계할 필요가 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.5-14
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• 1991

본 논문에서는 산업안전 공학의 중요부분의 하나인 산업안전모와 화재진압시 소방관들이 쓰는 방수모의 안전도가 어느 정도인가를 각종 실험장치를 50cm. 100cm, 120cm, 높이의 변화를 주어 가면서 같은 중량으로 낙하시켜 물체에 의한 낙하시 충격에 견디는 힘의 상태. 주파수 분석기에 의한 강도 및 bend의 응답신호 등을 연구하였다. 그 결과 안전모와 스프링상수와 관계, 두뇌부분과 지면사이에서의 충격흡수력. 탄성력 등이 어느 정도인가를 수식 및 실험을 통해 알아봤을 때 산업현장에서 사용하는 안전모보다는 방수모의 탄성력과 강도력이 컸으며 또한 충격흡수력도 양호하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Goldsmith, W.의 “Response of a realistic human head-neck model to impact” Vol.100. 1978. pp.25-52의 실험연구결과 기준치를 보면 인간두뇌에 충격물체로 부터 전달되는 충격파의 흡수력은 뇌파의 신경을 파손시키지 않으려면 최소한도의 주파수범위가 400Hz, 증폭화 0.00310 이하 이여야 된다고 역설하였다. 그러나 우리나라의 방수모 강도의 안전성 및 bend의 충격흡수력은 410-810Hz의 주파수치가 나타났다. 고층에서 일정중량의 물체로 충격을 받았을 때 어느 정도로 흡수력을 방수모 bend에서 받아들어야만 두뇌신경에 충격적인 영향을 끼치지 않나 하는 우리 실정에 맞는 기준치가 설정되어야만 할 것으로 안다. Goldsmith ,W. 박사의 연구결과에 의한다면 국내에서 생산되는 산업안전모보다는 강도 및 충격흡수력이 양호하나 국제수준에는 못미치고 있었다. 이제 우리 방수모도 강도뿐만 아니라 방수모 내부의 bend 즉, 방수모와 두부 사이에 충격흡수력 장치를 좀더 과학적인 실험방법으로 개선되어 화재 진압시 물체낙하로 인한 두부보호에 좀더 노력을 기울일 필요가 있어야 될 것이다. 한편 방열복을 입은 상태에서 불길에 뛰어 들었을시 내부의 온도변화, 인체에 미치는 영향 등은 실험장치 불족으로 많은 문제점이 발생, 보다 심층의 연구가 필요할 것을 인식하였으나 뒤로 미룬채 마무리 지었다.

• 한국안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.83-89
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• 2013

Occupational Safety and Health Act provides that industrial safety helmets are personal protective equipment(PPE) to protect heads against falls from a height. Relevant domestic regulations are distinguished and different from other countries' cases. This study investigated industrial safety helmet's protective purposes and characteristics related to falls and the notion of fall prevention. A comparative analysis of regulations on safety helmets and fall prevention as well as standards on safety helmet's impact test requirements is followed by a literature review. It is also suggested that the term "fall" related to safety helmets should be changed to "impact on the upper part of head" in domestic regulations and standards.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.82-89
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• 2023

선박 구조 특성상 격실 구조는 복잡하고 협소하여 작업 과정에서 안전사고가 빈번히 발생하고 있다. 사고의 주된 원인은 구조물 충돌, 낙하물, 독성물질 누출, 화재, 폭발, 질식 등이 존재한다. 사고 발생 시 작업자의 현장 상황을 파악하는 것이 피해를 완화하는 요소 중 하나이다. 이에 안전성을 확보하기 위해 선박 내 CCTV로 현장 상황을 모니터링하고 있으나, 기존의 방식으로는 사고를 예방하기엔 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 안전 기술로 위치 식별, 음성/영상 통신 기능이 탑재되는 스마트 안전모가 개발 중에 있다. 또한, 작업 구역 내 환경 정보 수집 및 저장기능을 포함한 온도, 습도, 진동, 소음, 기울기(자이로 센서), 가스 센서를 사용하여 스마트 안전모를 착용한 작업자에게 위험 상황을 알릴 수 있다. 이를 통해 스마트 안전모 및 환경 센서의 사용으로 선박 내 작업자의 안전성을 강화할 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권5호
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• pp.661-679
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• 2013

In this work, the safety performance of a commercial motorcycle helmet already placed on the market is assessed. The assessed motorcycle helmet is currently homologated by several relevant motorcycle standards. Impacts including translational and rotational motions are accurately simulated through a finite element numerical framework. The developed model was validated against experimental results: firstly, a validation concerning the constitutive model for the expanded polystyrene, the material responsible for energy absorption during impact; secondly, a validation regarding the acceleration measured at the headform's centre of gravity during the linear impacts defined in the ECE R22.05 standard. Both were successfully validated. After model validation, an oblique impact was simulated and the results were compared against head injury thresholds in order to predict the resultant head injuries. From this comparison, it was concluded that brain injuries such as concussion and diffuse axonal injury may occur even with a helmet certified by the majority of the motorcycle helmet standards. Unfortunately, these standards currently do not contemplate rotational components of acceleration. Conclusion points out to a strong recommendation on the necessity of including rotational motion in forthcoming motorcycle helmet standards and improving the current test procedures and head injury criteria used by the standards, to improve the safety between the motorcyclists.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.22-26
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• 2009

본 논문은 여러 가지 주름댐퍼를 갖는 안전헬멧의 변형거동 및 변형율 에너지 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 안전헬멧은 외부의 충격력을 차단하고, 충격에너지를 흡수하는 것으로 감쇠효과 기능을 갖고 있다. 주름댐퍼를 갖는 3가지의 헬멧모델은 헬멧의 정상부에 최대의 충격력을 가하였을 때 변위량과 변형율 에너지 특성치를 상호간에 비교하였다. 계산한 FEM 해석결과에 의하면, 외부로 돌출한 주름댐퍼는 헬멧의 감쇠효과를 증가시키는 기여도가 높다는 것이다. 본 연구에서 둥근형상의 주름댐퍼는 전달되는 충격에너지를 효과적으로 흡수할 것이라는 사실이다. 따라서 안전헬멧의 하단부에 둥글고 기다랗게 주름댐퍼를 설치한 헬멧을 새로운 설계인자로 고려할 것을 추천한다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.31-37
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• 2008

본 본문에서는 유한요소법을 사용하여 여러 가지 헬멧 모델의 강도안전에 관한 응력과 변형률을 해석하였다. 차세대 헬멧은 작업자의 안전성과 작업성을 높일 수 있도록 제작되어야 하고, 오랫동안 착용해도 불편함이 없으면서 머리를 보호할 수 있어야 한다. 결국 헬멧은 안전하고, 착용성이 좋아야 하며, 헬멧의 모체 구조물을 가볍게 제작해야 한다. 따라서 헬멧은 화재나 가스폭발과 같은 가혹한 작업조건에 잘 견딜 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧모체 구조물의 정상부 지역에 가해졌을 경우 최대응력과 변형률은 하중이 작용되는 지점부위에서 발생하였다. 따라서 헬멧의 모체 구조물에는 보강뼈대를 설치하고 두께를 늘려서 강도안전성을 확보하는 것이 중요하다. 반면에 헬멧의 일반적인 균일한 두게는 줄여서 헬멧의 경량화를 추구하는 것도 중요하다.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.37-41
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• 2013

본 연구에서는 안전모 쉘 구조물의 정상부에 돌출부를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대해, 안전모의 두께를 변수로 응력과 변위거동 안전성을 유한요소법으로 해석하였다. 안전모는 오랫동안 착용해도 안전성을 높여주고, 충격에너지를 흡수하여 착용상의 불편함을 줄여주며, 머리와 목 부분을 보호할 수 있어야 한다. 응력해석결과에 의하면, 4,540N의 충격력이 안전모의 정상부 표면에 가해졌을 때 기존의 안전모에서는 3.7mm, 수정된 새로운 안전모에서는 3.2mm의 두께를 확보해야 안전하다는 것을 보여주고 있다. 변형거동 해석에 기초한 FEM 해석결과에 의하면, 기존의 안전모에서는 3.2mm, 수정된 새로운 안전모에서는 2.0mm의 두께를 유지해야 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 안전모를 안전하게 설계하기 위해서는 안전모의 정상부에 돌출 구조물을 설치하는 것이 좀 더 안전하다할 수 있다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제4권2호
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• pp.1-10
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• 2002

In order to protect the head, baseball helmet must to have proper strength and to absorb the kinetic energy. The purposes of this study are to validate whether the helmet have the protecting ability or not. We performed three kinds of experiment to know about the this ability. To find out the limit of displacement at 4 points(front, rear, right side, and left side), the static load by magnetic dial gauges were used, and to validate the ability of absorption, drop tests were peformed from 0.5 and 1.0 meter. Futhermore, we calculated natural frequency of the helmets by the principle of Lissajous Diagram and we performed FEM(Finite Element Method) analysis. From the results of these experiments, we found that the displacement of helmet was largest at rear point and it was smallest at left-side point(ear-covered part). The ability of absorption was better at the left-side point than the other points.